Question

【題目】如圖所示，M為一線圈電阻r=0.4Ω的電動(dòng)機(jī)，R=24Ω，電源電動(dòng)勢(shì)E=40V．當(dāng)S斷開(kāi)時(shí)，理想電流表的示數(shù)I1=1.6A，當(dāng)開(kāi)關(guān)S閉合時(shí)，理想電流表的示數(shù)為I2=4.0A，求：

（1）電源內(nèi)阻
（2）開(kāi)關(guān)S閉合時(shí)電動(dòng)機(jī)發(fā)熱消耗的功率和轉(zhuǎn)化為機(jī)械能的功率．
（3）開(kāi)關(guān)S閉合時(shí)電源輸出功率．

Answer 1

【答案】
（1）解：設(shè)電源內(nèi)阻為r′，當(dāng)S斷開(kāi)時(shí)， ，即 ，

得r′=1Ω．

答：電源內(nèi)阻為1Ω．

（2）當(dāng)S合上時(shí)，I2=4A，則U內(nèi)=I2r′=4V

U外=E﹣U內(nèi)=40V﹣4V=36V，也即電動(dòng)機(jī)兩端電壓為36V

所以

答：開(kāi)關(guān)S閉合時(shí)電動(dòng)機(jī)發(fā)熱消耗的功率為2.5W，轉(zhuǎn)化為機(jī)械能的功率為87.5W．

（3）開(kāi)關(guān)S閉合時(shí)電源輸出功率P出=EI﹣I2R=4×40﹣1×42=144W

答：開(kāi)關(guān)S閉合時(shí)電源輸出功率為144W．

【解析】（1）根據(jù)閉合電路歐姆定律先結(jié)合電流，直接求出電源的內(nèi)電阻 ，注意電源的內(nèi)電阻與電路是串聯(lián)關(guān)系。
（2）電動(dòng)機(jī)屬于非純電阻電路，輸入功率為電動(dòng)機(jī)的總功率，等于熱功率與輸出功率值和。
【考點(diǎn)精析】本題主要考查了電功率和電功的相關(guān)知識(shí)點(diǎn)，需要掌握電流做功的實(shí)質(zhì)是電場(chǎng)力對(duì)電荷做功.電場(chǎng)力對(duì)電荷做功，電荷的電勢(shì)能減少，電勢(shì)能轉(zhuǎn)化為其他形式的能.因此電功W=qU=UIt，這是計(jì)算電功普遍適用的公式. ? 單位時(shí)間內(nèi)電流做的功叫電功率，P=W/t=UI，這是計(jì)算電功率普遍適用的公式才能正確解答此題．